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1、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,,天馬行空官方博客: ;QQ:1318241189;QQ群:175569632,第36講:柱的承載力設(shè)計(8) 81,柱的結(jié)構(gòu)形式及破壞類型 應(yīng)用范圍: 柱的分類: 1、按作用力的位置分:軸心受力構(gòu)件(拉、壓) 偏心受力構(gòu)件(拉彎、壓彎),天馬行空官方博客: ;QQ:1318241189;QQ群:175569632,第36講:柱的承載力設(shè)計(8) 82,柱的材料及截面形式 2、按組成材料分:鋼材(型鋼、鋼板、拉索及鋼筋)、鋼筋混凝土、砌體和組合材料。 截面形式: 1、軸心受拉、受壓鋼構(gòu)件,天馬行空官方博客: ;QQ:1
2、318241189;QQ群:175569632,第36講:柱的承載力設(shè)計(8) 83,柱的材料及截面形式 截面形式: 2、鋼筋混凝土柱,第36講:柱的承載力設(shè)計(8) 84,柱的材料及截面形式 截面形式: 3、砌體柱 一般T形; (與墻體結(jié)合) 配筋砌體柱;,第36講:柱的承載力設(shè)計(8) 85,柱的材料及截面形式 截面形式: 4、鋼混凝土組合柱 鋼管混凝土柱; 型鋼混凝土柱(鋼骨混凝土柱)SRC;,第36講:柱的承載力設(shè)計(8) 86,柱的主要破壞類型 截面強度破壞 1、鋼柱:當(dāng)截面有削弱
3、時,最小截面上部分或全部材料應(yīng)力達到屈服應(yīng)力;無截面削弱時,一般不出現(xiàn)。 2、鋼筋混凝土柱: 軸心受壓截面上鋼筋與混凝土應(yīng)變相同,破壞時柱四周出現(xiàn)縱向裂縫,鋼筋屈服外鼓,混凝土被壓碎; 偏心受壓柱(壓彎)強度破壞類似鋼筋混凝土梁, a. 受拉破壞; b. 受壓破壞;,第36講:柱的承載力設(shè)計(8) 87,柱的主要破壞類型 受拉破壞:(偏心距較大,且受拉鋼筋配置不多) 先出現(xiàn)橫向裂縫 形成主裂縫(受拉混凝土退出工作) 受拉鋼筋屈服 受壓混凝土達到極限壓應(yīng)變而破壞。屬于延性。 受壓破壞:(偏心距較小,或雖偏心距 較大,但所配受拉鋼筋過多) 受壓混凝土出現(xiàn)縱向裂
4、縫 并先達到極限壓應(yīng)變而破壞, 鋼筋未屈服,脆性破壞。,,,第36講:柱的承載力設(shè)計(8) 88,柱的主要破壞類型 界限破壞: 受拉鋼筋屈服的同時,受壓混凝土達到極限壓應(yīng)變而破壞。用以判別兩種破壞的型式。 3、無筋砌體柱 砌體的受壓強度比受拉強度高很多,適宜于作軸心受壓柱,以及偏心不大的偏壓柱。(荷載及偏心距較大時宜做成配筋砌體柱),第36講:柱的承載力設(shè)計(8) 89,柱的主要破壞類型 3、無筋砌體柱 在0.5-0.7破壞荷載時,單個塊體內(nèi)出現(xiàn)豎向裂縫 單個塊體裂縫連接形成連續(xù)的裂縫(0.8-0.9破壞荷載) 并連成幾條貫通裂縫,砌體分成幾個1
5、/2塊體的小立柱,砌體明顯外鼓,個別塊體可能被壓碎,小立柱失穩(wěn)而完全破壞。,,,第36講:柱的承載力設(shè)計(8) 89,柱的主要破壞類型 3、無筋砌體柱偏心受力 一旦截面受拉邊的拉應(yīng)力超過砌體通縫抗拉強度時,出現(xiàn)水平裂縫,使截面削弱,即實際截面面積減小。此時截面上縱向力的偏心距減小,裂縫不會無限制發(fā)展,而是達到新的平衡狀態(tài)。 當(dāng)剩余截面減小到一定程度時,受壓區(qū)出現(xiàn)豎向裂縫后導(dǎo)致破壞。,第36講:受彎構(gòu)件梁(5) 下一講的主要內(nèi)容 810,1、柱的失穩(wěn)破壞; 2、鋼軸心受力構(gòu)件的強度和剛度計算;,東南大學(xué)遠程教育,結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,,第 三十七 講,主講教師:
6、 曹雙寅 舒贛平,第37講:柱的承載力設(shè)計(8) 上一講內(nèi)容 811,1、柱的應(yīng)用及截面形式; 2、柱(軸壓、壓彎構(gòu)件)的強度破壞型式;,第37講:柱的承載力設(shè)計(8) 812,柱的失穩(wěn)破壞 構(gòu)件受壓就有可能出現(xiàn)穩(wěn)定問題主要破壞形式。 對鋼柱:由薄壁板件形成柱截面,與梁一樣存在局部失穩(wěn)破壞。 軸心受壓柱的整體失穩(wěn): 隨著軸向壓力的增大,構(gòu)件從穩(wěn)定平衡狀態(tài)過渡到隨遇平衡狀態(tài),也稱臨界狀態(tài)。此時,如有微小干擾力使其偏離平衡位置,則在干擾力除去后,將停留在新的位置而不能恢復(fù)到原先的平衡位置。這時的軸向壓力稱為臨界壓力。當(dāng)軸向壓力超過臨界壓力后,柱因不能維持平
7、衡而失穩(wěn)破壞,第37講:柱的承載力設(shè)計(8) 813,軸壓柱的失穩(wěn)破壞 軸壓柱失穩(wěn)特點: 1、臨界應(yīng)力與構(gòu)件的幾何 尺寸有關(guān); 2、僅與E有關(guān),與鋼種無關(guān)。 失穩(wěn)形式: 彎曲失穩(wěn)、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)、 彎扭失穩(wěn),第37講:柱的承載力設(shè)計(8) 814,偏心受壓柱的整體失穩(wěn) 單向偏心受壓柱破壞特征: 外彎矩非線性增加 附加彎矩 (二階效應(yīng)) 內(nèi)彎矩: 當(dāng)外彎矩增加內(nèi)彎矩增加,內(nèi)外彎矩?zé)o法 平衡 喪失整體穩(wěn)定(持續(xù)撓曲)。 柱不能維持平衡狀態(tài)。 軸心受壓或偏心受壓柱,發(fā)生失穩(wěn)時, 材料沒有或尚未完全破壞(破壞突然,后果嚴(yán)重)。 柱承載力設(shè)計的基本思路,與梁類似。,,